搬运机器人、控制方法及仓储系统

技术领域

本申请涉及物流运输技术领域，尤其涉及一种搬运机器人、控制方法及仓储系统。

背景技术

搬运机器人是自动化、智能化仓储系统的重要组成部分之一。搬运机器人可以在货架上爬行以取放货物。但是，现有的搬运机器人为一体式结构，在实现部分不同功能时，均需要整机整体动作，能耗较大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种搬运机器人、控制方法及仓储系统，以使搬运机器人上能够实现不同功能的部分可从整机上分离后独立动作，降低能耗。

本申请的第一方面提供了一种搬运机器人，其中，包括：

第一车体，所述第一车体包括货叉组件、第一接驳部和第一爬升组件，所述第一爬升组件用于沿竖直方向在货架上的第二爬升组件上爬行；所述第一车体可通过所述货叉组件在所述第一车体和第二车体之间转移货物；

第二车体，包括第二接驳部、行走轮组和用于接收货物的平台，所述第二车体通过所述行走轮组在地面行走，所述第二车体通过所述第二接驳部与所述第一接驳部的配合实现与所述第一车体的接驳或分离。

本申请的第二方面还提供了一种搬运机器人控制方法，所述搬运机器人如本申请第一方面提供的搬运机器人，所述方法包括如下步骤：

控制第二车体在地面上行走至对应于待对接的第一车体下方的第一接驳位置；

控制第一车体在货架上行走至第二接驳位置，使所述第一车体的第一接驳部与所述第二车体的第二接驳部配合，并控制所述第一车体的第一爬升组件与所述货架的第二爬升组件分离；

控制所述第二车体承载所述第一车体在地面上移动至下一取放货任务执行地对应的第二爬升组件处，使所述第一车体与所述对应的第二爬升组件配合。

本申请的第三方面还提供了一种搬运机器人控制方法，所述搬运机器人如本申请第一方面提供的搬运机器人，所述方法包括如下步骤：

控制第二车体在地面上行走至对应于第一车体所在的货架列的下方的第一交接位置；

控制第一车体在货架上行走至第二交接位置，其中，所述第一交接位置和所述第二交接位置在地面的投影不重合，在所述第二交接位置，所述第一车体的货叉组件支撑货物的表面与所述第二车体用于接收货物的平台支撑货物的表面高度匹配；

控制所述货叉组件将货物由所述第一车体转移至所述第二车体，或者，控制所述货叉组件将货物由所述第二车体转移至第一车体。

本申请的第四方面还提供了一种仓储系统，其中，包括货架和本申请第一方面同的搬运机器人。所述货架设置有第二爬升组件，所述第二爬升组件用于与所述搬运机器人中的第一爬升组件配合，以使所述第一车体在所述货架上沿竖直方向爬行。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供的搬运机器人、控制方法及仓储系统，通过相互分离的第一车体和第二车体的配合，可以将在货架上取放货物的操作以及在地面移动货物的操作分别通过第一车体和第二车体来实现，即在第一车体在货架上取放货物时，无需携带第二车体在货架上同步运动，在第二车体在地面上移动货物时，也无需携带第一车体在地面上同步运动，由此，可以极大程度地降低第一车体和第二车体在各自动作过程中的能耗。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例提供的仓储系统的工作场景示意图；

图2为本申请实施例提供的第一车体的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第二车体的结构示意图；

图4为第二车体移动至与第一车体的货物交接位置前的示意图；

图5为第二车体移动至与第一车体的货物交接位置时的示意图；

图6为第一车体将货物转移至第二车体上后的示意图；

图7为第二车体承载货物移动的示意图；

图8为第二车体移动至与第一车体的接驳位置时的示意图；

图9为第一车体与第二车体接驳时的示意图；

图10为第二车体带动第一车体与货架分离时的示意图；

图11为第二车体承载第一车体移动时的示意图；

图12为第一爬升组件和第二爬升组件配合处的局部放大图；

图13为第二车体承载物体在通道中穿行的示意图。

附图标记：

1-第一车体；

11-第一爬升组件；

111-链轮；

112-第一传动轮；

113-第二传动轮；

114-传动带；

115-支撑臂；

12-底座；

13-货叉组件；

2-第二车体；

21-行走轮组；

22-底盘组件；

23-平台；

231-活动部；

232-支撑部；

232a-底板；

232b-侧板；

3-货架；

31-第二爬升组件；

311-链条；

32-通道；

33-支撑柱；

4-料箱。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

本申请实施例提供了一种搬运机器人，图1为本申请实施例提供的仓储系统的结构示意图，参照图1，该搬运机器人可以应用于仓储系统中。具体地，该搬运机器人包括两部分，即包括第一车体1和第二车体2，第一车体1可以接驳形成整体，也可以分离后各自独立运动。其中，第二车体2可以用于暂存料箱4，或者可以在地面移动来转运料箱4，第一车体1可以在货架3上爬行以进行取放料箱4，同时，第一车体1还可以从第二车体2上取料箱4，或者向第二车体2上放料箱4。

具体地，参照图2，第一车体1包括第一接驳部(图中未示出)和第一爬升组件11，第一爬升组件11用于沿竖直方向在货架3上的第二爬升组件31上爬行。参照图3，第二车体2包括第二接驳部(图中未示出)和行走轮组21，第二车体2通过行走轮组21在地面行走，第二车体2通过第二接驳部与第一接驳部的配合实现与第一车体1的接驳或分离。

其中，该第一接驳部和第二接驳部可以具有多种形式，例如第一接驳部和第二接驳部为销柱销孔的配合形式，也可以是互相卡接的配合形式，当然也可以是其它能够实现第一接驳部和第二接驳部接驳和分离的方式，对此本实施例不做限制。

示例性地，在从货架3上取货的操作可以按如下步骤进行：

步骤一、参照图4，第一车体1通过第一爬升组件11和第二爬升组件31的配合在货架3上移动至对应的货位处，并拾取货物到第一车体1上。同时，第二车体2可以在地面上向能够与第一车体1接驳的位置移动。

步骤二、参照图5，第一车体1承载货物沿货架3向下移动至货物交接位置，第二车体2在地面上移动至货物交接位置，具体地，第一车体1位于第一交接位置，第二车体2位于第二交接位置，第一交接位置和所述第二交接位置在地面的投影不重合。该货物交接位置可以是能够使第一车体1将货物转移至第二车体2上的位置，或者是能够从第二车体2上拾取货物的位置，在该货物交接位置，第一车体1的货叉组件13承载货物的表面和第二车体2的用于承载货物的平台23承载货物的表面高度匹配，具体的，匹配并不是说两者完全在同一水平面，只要能完成货物在两个车体之间的交接即可。

步骤三、参照图6，在第一车体1和第二车体2均到达货物交接位置后，第一车体1可以将货物转移至第二车体2上。

步骤四、参照图7，第二车体2可以承载货物移动。同时，第一车体1可以沿货架3上升，示例性地，第一车体1可以上升到待取货物的货位，也可以上升至货架3的顶端进行充电或待机。

此外，向货架3上放置货物的操作与上述拾取货物的操作相反，在此不再赘述。

本申请实施例提供的搬运机器人，通过相互分离的第一车体1和第二车体2的配合，可以将在货架3上取放货物的操作以及在地面移动货物的操作分别通过第一车体1和第二车体2来实现，即在第一车体1在货架3上取放货物时，无需携带第二车体2在货架3上同步运动，在第二车体2在地面上移动货物时，也无需携带第一车体1在地面上同步运动，由此，可以极大程度地降低第一车体1和第二车体2在各自动作过程中的能耗。

此外，货架3上的第二爬升组件31可以具有多个，第一车体1的第一爬升组件11能够与任意一个第二爬升组件31配合，具体可以通过第二车体2在各个第二爬升组件31之间切换。示例性地，可以按照如下步骤进行切换：

步骤一、参照图8，第二车体2在地面上行走至对应的第一车体1的下方第一接驳位置，具体地，第一接驳位置为第一车体1正下方的地面上的位置。

步骤二、参照图9，第一车体1在货架上下行至第二接驳位置，使第一车体1的第一接驳部与第二车体2的第二接驳部接驳配合。

步骤三、参照图10，第二车体2带动第一车体1向远离货架3的方向移动，以使第一爬升组件11与第二爬升组件31分离。

步骤四、参照图11，第二车体2承载第一车体1在地面移动，以带动第一车体1与下一取放货任务执行地对应的第二爬升组件31配合，实现第二爬升组件31的切换。

由此，第二车体2既可以承载货物，又可以承载第一车体1，实现对第一车体1在第二爬升组件31间的切换，拓展了第一车体1在货架3上取放货物的范围。此外，第一车体1可以通过第二车体2的作用能够实现与货架3在空中对接，从而能够释放货架3的底部空间，便于第二车体2在货架3的底部行走，从而缩短了第二车体2在货架3两侧间的行走路程，提升搬运效率。

其中，需要说明的是，第一车体1和第二车体2均可以通过管理系统统一调度，或者第一车体1和第二车体2之间可以通过近场无线通信实现接驳、分离等运动，第二车体2也可以通过近场无线通信实现对第一车体1在货架3上的运动控制，第一车体1和第二车体2也可以由不同的控制器分别调度。

作为一种具体的实现方式，参照图3，第二车体2包括平台23、底盘组件22、第一驱动器和第二驱动器。第一驱动器与平台23连接，用于控制平台23相对于底盘组件22转动或升降；第二接驳部连接于平台23，第一车体1通过第一接驳部与第二接驳部的配合能够支撑于平台23。行走轮组21设置于底盘组件22，第二驱动器与行走轮组21连接，用于控制行走轮组21直行或转向，并带动底盘组件22转动。

其中，平台23位于底盘组件22的上方。底盘组件22中可以集成有众多的器件，还能够支撑位于底盘组件22上方的平台23、货物、第一车体1等。底盘组件22的底部设置有行走轮组21，通过该行走轮组21能够使第二车体2在地面上直行或转向。

其中，当启动第一驱动器时，第一驱动器可以控制平台23相对于底盘组件22独立转动或升降。当启动第二驱动器时，第二驱动器可以控制行走轮组21直行或转向，进而带动底盘组件22直行或相对于地面旋转。当然，在第一驱动器和第二驱动器均启动时，平台23和底盘组件22均可以独立运动，即底盘组件22可以相对于地面运动，平台23组件既可以跟随底盘组件22运动，又可以相对于底盘组件22转动或升降。

其中，在平台23上方的料箱4尺寸较大的情况下，例如料箱4为长方体时，其具有长边和宽边，当长边的尺寸大于底盘组件22的最大轮廓尺寸时，料箱4的边缘部位会凸出于底盘组件22的边缘，当第二车体2需要转向时，可以通过第二驱动器控制行走轮组21转向，进而带动底盘组件22相对于地面旋转，以调整行进方向，此时，如果平台23相对于底盘组件22不转动，那么底盘组件22会带动平台23同步旋转，进而带动料箱4同步旋转，由于料箱4一般为长方形，料箱4在随底盘组件22转动过程中会占用较大的转向空间，易造成与周围环境中的物体发生干涉碰撞。

为此，本实施例中，在第二驱动器控制底盘组件22转动的过程中，可以同时通过第一驱动器控制平台23相对于底盘组件22反向转动相同的角度，即平台23的转动方向与底盘组件22的转动方向相反，从而既可以实现底盘组件22相对于地面调整行进方向，又可以使平台23与地面之间保持相对静止，从而在调整第二车体2行进方向时，不会使料箱4随之转动，避免了料箱4转动时占用空间较大而造成干涉的问题。其中，为了便于组装及控制，第一驱动器和第二驱动器均可以为电机。

可选择地，平台23还可相对于底盘组件22升降，可以方便平台23与其他机构对接从而接收货物或者转移货物，以及在携带货物的时候方便人员或者机械手进行拣选。

作为一种具体的实现方式，参照图3，平台23包括活动部231和支撑部232，活动部231与第一驱动器连接，活动部231通过第一驱动器的控制相对于底盘组件22转动或升降；支撑部232连接于活动部231，用于支撑第一车体1。

其中，支撑部232设置于活动部231的上方，能够与活动部231同步运动，即在活动部231转动或升降时，支撑部232能够跟随转动部231同步转动或升降。该支撑部232可以提供较大的支撑面积，用于支撑货物或第一车体1，保证对货物或第一车体1支撑的稳定性，对其具体形状及结构可不限定，只要能实现其支撑货物的功能即可。

作为一种具体的实现方式，参照图3，支撑部232包括底板232a和侧板232b，侧板232b设置于底板232a的侧边缘，并在底板232a的厚度方向上凸出于底板232a的表面。

其中，侧板232b可以设置有两个、三个或更多个，侧板232b能够凸出于底板232a的表面，使侧板232b和底板232a之间形成一定的空间，货物或第一车体1可以放置于该空间中，通过侧板232b可以实现对货物的限位，保证货物或第一车体1在支撑部232上的稳定性。

作为一种具体的实现方式，第一爬升组件11包括第三驱动器、传动机构和第一啮合机构，传动机构的两端分别与第三驱动器和第一啮合机构传动连接，第三驱动器通过传动机构控制第一啮合机构运动，第一啮合机构用于与第二爬升组件31啮合，以使第一车体1在货架3上爬行。

其中，该传动机构在竖直方向上具有一定的高度，从而可以提升第一车体1在货架3上爬升时的稳定性。示例性地，参照图2，第一啮合机构包括链轮111，该链轮111能够与货架3上的第二爬升组件31配合，并能够带动第一车体1整体在货架3上爬行。其中，链轮111上具有多个齿，为了使第二爬行组件能够与链轮111配合，示例性地，参照图12，第二爬升组件31可以为齿条或链条311，从而能够与链轮111的齿啮合，在驱动链轮111转动时，链轮111可以沿着齿条或链条311上行或下行。此外，为了便于驱动，第三驱动器可以为电机。

作为一种具体的实现方式，第一啮合机构包括同步带，同步带上设置有多个凸起，同步带通过多个凸起与第二爬升组件31啮合，从而使第一车体1在货架3上沿竖直方向爬行。其中，第二爬升组件31包括轨道，该轨道可以安装在货架3的纵梁上，并能够沿竖直方向延伸。其中，沿竖直方向，轨道上设置有多个凹槽，凹槽可以与搬运机器人中的同步带上的凸起配合，从而使第一车体1在货架3上沿竖直方向爬行。

作为一种具体的实现方式，参照图2，传动机构包括第一传动轮112、第二传动轮113和传动带114，第一传动轮112与第三驱动器的驱动轴同轴连接，第二传动轮113与链轮111同轴连接，第一传动轮112和第二传动轮113通过传动带114传动连接。

其中，第一传动轮112和第二传动轮113可以分别位于传动机构在竖直方向上的两端，传动带114的两端可以绕设在第一传动轮112和第二传动轮113上，传动带114内侧的齿可以分别与第一传动轮112和第二传动轮113啮合，在第一驱动器控制第一传动轮112转动时，第一传动轮112的转动运动可以通过传动带114传递给第二传动轮113，使第二传动轮113同步转动，且由于第二传动轮113与链轮111同轴连接，第二传动轮113可以带动链轮111同步转动，从而通过链轮111与第二爬升组件31的配合实现第一车体1在货架3上的爬行。

作为一种具体的实现方式，参照图2，第一爬升组件11还包括支撑臂115，链轮111转动设置于支撑臂115上远离车体的一端。该支撑臂115可以提升第一爬升组件11的结构可靠性，保证第一车体1在货架3上可靠运动。

作为一种具体的实现方式，参照图2，第一车体1还包括底座12和货叉组件13，货叉组件13和第一爬升组件11均设置于底座12。其中，该底座12用于支撑第一爬升组件11和货叉组件13，能够保证第一车体1整体结构的可靠性，第一车体1可以通过货叉组件13取放物料。

本申请实施例还提供了一种货架3，参照图1，货架3设置有第二爬升组件31，第二爬升组件31用于与第一车体1中的第一爬升组件11配合，以使第一车体1在货架3上沿竖直方向爬行。

本实施例提供的货架3，可以实现第一车体1与货架3的空中对接，从而能够释放货架3的底部空间，便于第二车体2在货架3的底部行走，从而缩短了第二车体2在货架3两侧间的行走路程，提升搬运效率。

作为一种具体的实现方式，第二爬升组件31包括第二啮合机构，第二啮合机构用于与第一车体1中的第一啮合机构啮合，从而使第一车体1在货架3上沿竖直方向爬行。

其中，该第二啮合机构可以具有多种结构形式，示例性地，参照图12，第二啮合机构为链条311，链条311可以直接或间接连接于货架3，链条311用于与第一爬升组件11中的链轮111配合，使第一车体1在链条311上爬行。

其中，通过链条311与链轮111的配合，可以保证第一车体1在货架3上爬行的稳定性，同时也便于对链条311和链轮111的组装和维护，也有利于节省成本。

当然，在其它一些实施例中，第二啮合机构也可以不采用链条311，例如采用齿条与链轮111的配合也可以实现第一车体1的爬行。

作为一种具体的实现方式，参照图1，货架3的底部设置有用于第二车体2行走的通道32，第二爬升组件31位于通道32的上方。

其中，通过使第二爬升组件31设置于通道32的上方，可以实现第一车体1与货架3的空中对接，从而能够释放货架3的底部空间，并能够在货架3的底部设置通道32，使第二车体2能够在通道32中行走，从而缩短了第二车体2在货架3两侧间的行走路程，提升搬运效率。

作为一种具体的实现方式，参照图1，货架3的底部还设置有多个支撑柱33，各个支撑柱33之间形成通道32，且相邻两个支撑柱33之间的距离大于第二车体2沿水平方向上的最大长度尺寸。

其中，该支撑柱33能够实现对货架3整体的支撑。由于第一车体1和货架3之间可以采用空中对接的方式实现爬升，从而可以使货架3底部的支撑柱33之间的距离进行拓宽设计，即相邻两个支撑柱33之间的距离可以大于第二本体的长度，从而使货架3的底部空间能够形成通道32，用于第二车体2穿行，从而可以缩短第二车体2在货架3两侧行走的路程，提升货物流转效率。

具体地，参照图13，在第二本体上承载有物体的情况下，通道32的高度H大于第二本体和物体的高度之和A，该物体可以是料箱4，也可以是第一车体1，由此，可以实现第二车体2承载物体在通道32中穿行，避免所承载的物体与通道32上方的货架3干涉。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。